74786

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Доклад

Физика

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Русский

2015-01-05

69 KB

5 чел.

26.Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 81), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 13 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.

Как уже указывалось в § 53, из первого начала термодинамики (Q=dU+A) для изохорного процесса следует, что вся теплота, сообщаемая газу, идет на увеличение его внутренней энергии:

Согласно формуле (53.4),

Тогда для произвольной массы газа получим

(54.1)

Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа (см. (52.2)) при увеличения объема от V1 до V2 равна

(54.2)

и определяется площадью заштрихованного прямоугольника (рис. 82). Если использовать уравнение (42.5) Клапейрона — Менделеева для выбранных нами двух состояний, то

откуда

Тогда выражение (54.2) для работы изобарного расширения примет вид

(54.3)

Из этого выражения вытекает физический смысл молярной газовой постоянной R: если T2 —T1 =1 К, то для 1 моль газа R=A, т. е. R численно равна работе изобарного расширения 1 моль идеального газа при нагревании его на 1 К.

В изобарном процессе при сообщении газу массой т количества теплоты

его внутренняя энергия возрастает на величину (согласно формуле (53.4))

При этом газ совершит работу, определяемую выражением (54.3).

Изотермический процесс (T=const). Как уже указывалось § 41, изотермический процесс описывается законом Бойля—Мариотта:

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу (см. рис. 60), расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.

Исходя из выражений (52.2) и (42.5) найдем работу изотермического расширения газа:

Так как при Т=const внутренняя энергия идеального газа не изменяется:

то из первого начала термодинамики (Q=dU+A) следует, что для изотермического процесса

т. е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

(54.4)

Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура не понижалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29964. Структура личности и различные методологические подходы к ее изучению 52.5 KB
  Структура личности и различные методологические подходы к ее изучению Понятие личности Л – внешн проявление индивидуальности – как чел воспринимается окружающими и как он на них воздействует в римском театре маска актера =личина лицо обращенное к аудрии. Общее представление о структуре личности. Структурный и динамический подходы к изучению личности Каждая теория личности тем или иным образом отвечает на вопрос: Каким образом определяются структурные единицы личности и взаимосвязи между ними....
29965. Роль индивидных свойств человека в развитии личности 48 KB
  Темперамент как форма интеграции первичных индивидных свойств. Темперамент характеристика индивида со стороны динамических особенностей его психической деятельности т. У темперамента нет единого содержания и единой системы внешних проявлений. Попытки такого анализа приводят к выделению трех главных ведущих компонентов темперамента относящихся к сферам общей активности индивида его моторики и его эмоциональности.
29966. Личность и характер 70.5 KB
  Современное состояние исследований характера. По Рубинштейну способ поведения является наиболее существенным и показательным выражением характера но характер определяет и сам способ поведения. Основные проблемы психологии характера К настоящему времени понятие характер признано дискуссионным. сомнения в возможности изучения характера как самостоятельного явления вообще.
29967. Личность и способности 44 KB
  Личность и способности. ПРОБЛЕМЫ что такое способности как способности соотносятся с основными психическими процессами соотношение наследственности и среды в развитии способностей соотношение общих способностей и интеллекта природа и взаимосвязь общих и специальных способностей возможности измерения способностей пути и методы эффективного развития способностей Ученые: В. Понятие о способностях Петровский: Способности это такие психологические особенности человека от которых зависит успешность приобретения ЗУНов это...
29968. Основные проблемы психологии эмоций 65.5 KB
  Основные проблемы психологии эмоций Эмоции –это переживание челом его отношения к окружающему миру и самому себе. Экспрессии выделил Дарвин; по внешн проявлениям другие судят об эмоции; важно у животных – сист знаков предупреждений оповещений. Появление данной теории привело к упрощению понимания механизмов произвольной регуляции например нежелательные эмоции такие как горе или гнев можно подавить если намеренно совершать действия в результате которых обычно появляются положительные эмоции. В ней эмоции трактуются как субъективные...
29969. Основные проблемы психологии воли 91 KB
  Основные проблемы психологии воли. Понятие воли волевого действия волевой регуляции. Проблема воли имеет не только психологические но и философские и правовые аспекты. Характерно что проблема свободы воли и ответственности продолжает оставаться предметом анализа и споров философов юристов.
29970. Основные проблемы психологии мотивации 76.5 KB
  Потребность ПТ – свойство всех живых существ у человека – осознание и цель. Понимание потребности как нужды в чёмлибо что находится за пределами организма Узнадзе Платонов Потребность как отсутствие блага благо – состояние человека и внешней среды которые обуславдивают сохранение и развитие субекта Магун. Потребность как необходимость как заложенная программа Д.Леонтьев: потребность есть объективное отношение между субъектом и миром.
29971. Мотивация отдельных видов деятельности. Ильин, Вилюнас 74 KB
  Мотивация отдельных видов деятельности. В контексте Д мотив в структуре этой деятельности. Экспериментальные изучения мотивации трудовой деятельности. Мотивация трудовой деятельности стремление работника удовлетворить свои потребности в определенных благах посредством труда направленного на достижение целей организации.
29972. Проблема предмета психологии 53 KB
  А на некоторых ученых она произвела такое впечатление что они связали с ней решение двух фундаментальных вопросов: о предмете и о методе психологии. Однако этот вывод был преодолен дальнейшим развитием психологии. Проблема предмета психологии является одной из ключевых в связи с тем на современном этапе развития психологической науки нет единого представления о ее предмете.